[实用新型]自动化菌落拣选装置的一种拾取头

说明书

技术领域

本实用新型涉及科学仪器技术领域，是一种把目标微生物菌落从培养皿拣选到微距阵孔板的高通量拣选机械装置——自动化菌落拣选装置的一种拾取头，可与自动化菌落拣选装置配套使用，广泛应用于与生命科学和生物技术有关的生物、医药、食品、农业、能源、化工、纺织、采矿、炼油以及环境保护、土壤修复等诸多领域中涉及微生物分离、筛选、保藏、转移的工作。

背景技术

挑选和保藏微生物菌落是微生物科研、教学和生产中非常基础而且必需的工作，长期以来它一直是通过手工进行的。手工拣选菌落，一次挑选的菌落数量有限，而且受人为因素的影响较多，缺乏统一而客观的挑选标准，劳动强度大但工作效率低。自从基因组科学诞生以来，因为一次性要挑选的菌落成千上万株，单靠传统的手工方式很难完成，因此，相应的仪器和设备相继出现。这些仪器和设备可完成菌落的自动识别、完成菌落的自动挑取和挑取针头的自动清洗等动作。

现有转盘式拾取机构的结构要点是（见附图1）：在拾取头的旋转盘上安装若干个针头，拾取头能够通过机器动作在竖直方向上下运动并配合旋转盘的转动再结合培养皿在平面上的X、Y方向的运动，使针头完成拾取目标菌落的动作。现有的阵列式拾取针头通常采用气动方式驱动针头运动(见美国专利 US 2004/0096984 A1；US 2006/0164644 A1；US 2003/002962 A1) 。

但是，现有拾取方式和拾取技术存在明显的不足：①传统的人工拣选明显不符合高通量实验工作的需要，如基因组科学研究的需要；②现有转盘式拾取机构虽然实现了自动化，但挑取效率不高，同样难以满足高通量科学研究的需要；③现有阵列式拾取针头采用的是气动方式驱动针头运动，需要另外配备气源和气体净化装置，因此增加了维护成本；再由于气动方式下针头伸出和收回运动惯性大，易造成交叉污染。

实用新型内容

本实用新型的目的在于完善现有自动化菌落挑取设备，提供一种可与自动化菌落拣选装置（另行申请了专利）配套安装的自动化菌落拣选装置的一种拾取头，以实现高通量单克隆挑选。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种自动化菌落拣选装置的一种拾取头，含有骨架、三轴联动结构、夹爪、高分辨率相机、针板，所述骨架为一个框架结构，其一侧可通过连接板与设置在自动化菌落拣选装置工作平台上的三轴动力臂的Z轴机械臂连接，其特征是，在骨架的中间设置三轴联动结构，在骨架外侧的一面（与Z轴机械臂连接的相向面）设置高分辨率相机，另一面设置夹爪，在骨架的下面设置针板；

所述三轴联动结构由x轴、y轴和下压杆（z 轴）构成，在x轴上设有第一步进电机，第一步进电机通过第一联轴器与丝杠连接，丝杠与螺母组成螺母副，第一连接件与螺母连接的同时与导轨滑块连接；第一连接件的下方通过固定板与y轴连接，在y轴上设有第二步进电机，第二步进电机通过第二联轴器和第二连接件与第二丝杠连接，第二丝杠通过螺母与连接杆连接；在第二连接件的下方设有（作为第3轴z 轴的）小电机安装套，在小电机安装套上装有小电机，在小电机安装套的下方通过导套设有下压杆； 

所述夹爪包括电动夹爪、一对前臂、与前臂相连的夹紧臂和连接板，夹爪通过第一连接板设置在骨架的外端，第一连接板通过滑块连接前臂，前臂上设有导向杆，导向杆的顶端安装步进电机，步进电机通过联轴器连接滚珠丝杠，滚珠丝杠通过第二连接板和螺母与电动夹爪连接，在前臂的前端设有夹紧臂；所述第二连接板在与螺母固接的同时又与直线导轨相连，使步进电机的正反转能带动整个夹爪上下运动；

所述夹爪包括电动夹爪、一对前臂、与前臂相连的夹紧臂和连接板，夹爪通过第一连接板设置在骨架的外端，第一连接板通过滑块连接第二连接板，第二连接板与电动夹爪相连，前臂与电动夹爪相连，一对夹紧臂与一对前臂连接，第二连接板又与螺母固定并驱动螺母运动，步进电机驱动联轴器，联轴器传递扭矩给滚珠丝杠，滚珠丝杠与螺母组成螺母副，第二连接板与螺母固定，因此，步进电机的正反转能带动整个夹爪上下运动；

所述针板包括上针板、下针板和拾取针，所述上针板的两侧设有连接槽，上针板和下针板将拾取针嵌置在针板的中间，在上针板上每个拾取针的正上方开了个小孔，针板通过连接槽安装在拾取头的骨架1下面。

在所述下针板上的针孔内配有导向套，在所述上针板上的针孔内配有弹簧。

在所述下针板和上针板之间设有矩阵形的96根或24、或48、或384根拾取针。

在所述上针板的两侧设有4个“L”型连接槽。

本实用新型自动化菌落拣选装置的一种拾取头的积极效果是：